[實用新型]一種高壓條件下頁巖氣水鎖效應評價裝置

有效

• 申請號: 201720737984.0
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN206945660U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 于保寬;羅海濤;高友端;王家信;唐勇軍
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙)52110
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本實用新型屬于頁巖氣開發裝置及方法領域，具體涉及一種高壓條件下頁巖氣水鎖效應評價裝置。

背景技術

近年來，受美國和俄羅斯頁巖氣的商業化開采使用，中國也對非常規氣體頁巖氣的開采很重視。由于采用水力壓裂的方法進行開采，在開采過程中產生了水鎖效應，水鎖效應會影響頁巖氣開采的產量，因此，對水鎖效應進行評價和對壓裂液產生水鎖效應的效果進行評價，以及對非常規氣體頁巖氣資源的開采利用有非常重要的意義。現有技術對水鎖效應評價的技術不多，有的是直接制備壓裂液進行試驗制作防水鎖劑，有的向產生水鎖的孔道內添加功能性粉體消除水鎖。本實用新型直接在實驗室模擬地層的條件，可以直接評價出所選壓裂液產生水鎖效應，優選出壓裂液。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種高壓條件下頁巖氣水鎖效應評價裝置，實現在頁巖氣開采過程中水鎖效應進行評價，為制備更優壓裂液提供指導，以解決現有技術中存在的問題。

本實用新型的技術方案如下：

一種高壓條件下頁巖氣水鎖效應評價裝置，包括置于恒溫腔體內的試樣夾持器，試樣夾持器兩端分別為CH₄氣體進氣管和CH₄氣體排氣管,CH₄氣體排氣管與氣體收集系統相連。

所述恒溫腔體包括試樣腔體，試樣腔體置于恒溫水浴池中。

所述CH₄氣體進氣管與標準儲氣瓶相連，標準儲氣瓶分別與壓力泵和儲氣袋相連。

所述CH₄氣體進氣管與標準儲氣瓶之間設置有第一閥門，標準儲氣瓶與壓力泵之間設置有第二閥門，儲氣袋與標準儲氣瓶之間設置有第三閥門。

所述氣體收集系統包括水槽，CH₄氣體排氣管經水槽依次與第一集氣瓶、氣體收集管、第二集氣瓶連通。

所述氣體收集管上設置有第四閥門。

上述方案中,試樣腔體主要是起支撐保溫作用，試樣腔體可支撐內部試樣夾持器等部件(例如一個反扣在水浴池內無蓋殼體，殼體內有支架),而試樣夾持器就是為了夾持住頁巖樣，不讓其在壓裂實驗過程中移動。

一種高壓條件下頁巖氣水鎖效應評價方法，采用定量的CH₄氣體通過壓裂液壓裂之后的頁巖樣，并收集通過后的CH₄氣體，比較通過頁巖樣前后的CH₄氣體變化量。定量在這里指的是一定質量或體積。

所述頁巖樣所處環境溫度等于待模擬地層溫度，CH₄氣體壓力等于待模擬地層壓力。

與現有技術相比，本實用新型通過模擬地層溫度和壓力條件下，對采用不同壓裂液壓裂頁巖之后進行模擬地層通入CH₄，再采用排水法進行收集從而評價水鎖效應，選出更優的壓裂液。整個裝置操作方法簡單方便，實驗設備制造成本低，測試費用低，設備維護方便且維護成本低，本實用新型還具有結構簡單和安全可靠的特點。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖中，1-水槽，2-第四閥門，3-第二集氣瓶，4-第一集氣瓶，5-試樣腔體，6-試樣夾持器，7-第三閥門，8-恒溫水浴池，9-儲氣袋，10-第二閥門，11-壓力泵，12-第一閥門，13-標準儲氣瓶，14-氣體收集系統。

具體實施方式

如圖1所示，一種高壓條件下頁巖氣水鎖效應評價裝置包括壓力泵11、標準儲氣瓶13、試樣腔體5、試樣夾持器6、氣體收集系統14和恒溫水浴池8。上述裝置從左到右，壓力泵11在最左，連接著標準儲氣瓶13，試樣腔體5和試樣夾持器6連接著標準儲氣瓶13，試樣腔體5和試樣夾持器6連接著氣體收集系統14，氣體收集系統14在最右端。壓力泵11的壓力大小是根據地層壓力的大小確定，目的是為了模擬真實的井下地層壓力。標準儲氣瓶13要求每一次儲存的CH₄氣體都是一樣多的。試樣腔體5是在試樣夾持器6的外面，支撐試樣夾持器6。試樣夾持器6是安裝經過各種壓裂液壓裂之后的頁巖樣品。氣體收集系統14主要包括水槽1，第一集氣瓶4和第二集氣瓶3。壓力泵11、儲氣袋9、標準儲氣瓶13的出口管道上都應安裝一個氣體閥門,目的是保證標準儲氣瓶13中的氣體的裝入量一樣。